导读:本文包含了激光器模式论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译,主要关键词:激光器,模式,光纤,谐振,光谱,角动量,测量。
激光器模式论文文献综述
聂志强,王明培,孙玉博,李小宁,吴迪[1](2019)在《传导冷却高功率半导体激光器单巴器件CW工作模式下的热加速寿命试验》一文中研究指出可靠性是高功率半导体激光器(HLD)的一个重要性能。热加速寿命试验是HLD寿命评价和可靠性分析的重要技术。在本文中,我们在高温测试平台上对铟焊料封装的18个中心波长为808 nm的传导冷却型HLD单巴器件在恒定电流60 A条件下进行55,65,80℃3组热沉温度下的热加速寿命试验。根据器件输出功率在加速寿命测试期间的降低趋势,得到该批HLD器件的寿命分别为1 022,620,298 h,再根据Arrhenius公式得到该器件的激活能为0.565 41 eV,从而外推得到器件在室温下的寿命为5 762 h。可见55℃下器件寿命加速了5倍,而在65℃下寿命加速了8.5倍,80℃下寿命加速17倍。此外,我们还分析了器件热加速寿命试验后的性能。(本文来源于《发光学报》期刊2019年09期)
姚树智[2](2019)在《基于少模光纤的模式转换器和光纤激光器的研究》一文中研究指出模分复用技术是大幅提升通信系统传输容量的有效手段之一。模式转换器是线偏振模式、轨道角动量模式和矢量模式复用系统中的关键器件,基于少模光纤的模式转换器具有结构简单、体积小、转换效率高、与光纤系统兼容性好等优点,是模分复用系统的良好选择。多波长光纤激光器是密集波分复用系统的理想光源,相比于半导体激光器阵列能有效降低系统的复杂性和成本;而单纵模窄线宽光纤激光器因其光束质量好、线宽窄的优点同样可应用于密集波分复用系统,同时在长距离光纤传感、激光雷达、相干光通信领域有广阔的应用前景。少模光纤激光器可输出高阶线偏振模式、矢量模式,应用于模分复用系统可降低系统复杂性,提高模式复用灵活性。将少模光纤激光器与多波长或窄线宽光纤激光器相结合,可制作应用于波分-模分混合复用系统的光纤激光器。本论文在中央高校基本科研业务费专题项目、“973”项目和国家自然科学基金等项目的支持下,取得如下研究成果:(1)从耦合模理论出发研究了模式选择耦合器的原理和特性,分析了耦合器结构参数对模式耦合的影响。利用本实验室的MCVD(Modified Chemical Vapor Deposition)设备制作了双模光纤,并利用熔融拉锥法制作了基于单模光纤和双模光纤的宽带模式选择耦合器,在线性偏振片的作用下实现了可调轨道角动量模式和线偏振模式的可切换输出。(2)采用耦合模理论分析了少模光纤布拉格光栅的模式耦合特性,制作了少模光纤并写入布拉格光栅,提出并制作了基于少模光纤布拉格光栅和模式选择耦合器的多波长少模光纤激光器,少模光纤布拉格光栅作为波长选择器,利用错位熔接和偏振控制技术实现了叁波长、双波长、单波长的可切换输出,在单波长运行状态下分别实现了可调轨道角动量模式的输出。(3)利用单模光纤耦合器制作了复合环腔结构,搭建了基于错位熔接和少模光纤布拉格光栅的柱矢量光窄线宽光纤激光器,实现了径向偏振光和角向偏振光输出。输出激光中心波长位于少模光纤布拉格光栅基模谐振波长处,采用洛伦兹拟合得到激光20dB线宽为7.1kHz,对应3dB线宽为355Hz。(4)利用机械长周期光栅作为模式转换器,提出并搭建了基于少模光纤布拉格光栅和复合腔结构的可切换波长柱矢量光窄线宽光纤激光器,实现了两个波长的可切换输出,且均可实现柱矢量光的输出,采用洛伦兹拟合得到激光20dB线宽分别为5.7kHz和6.8kHz,对应3dB线宽分别为285Hz和340Hz。(本文来源于《北京交通大学》期刊2019-06-01)
段君民[3](2019)在《掺铒光纤激光器的损耗测量和模式竞争》一文中研究指出工作在1.55μm波段的掺铒光纤激光器具有阈值低、结构紧凑、可调谐等优势,在光纤通信技术、光纤传感器以及光信息处理等领域具有重要应用。模式竞争是激光器达到稳定输出前的一个重要环节。本文就激光器中模式竞争中的关键问题进行研究,主要研究内容如下:1、利用速率方程理论研究掺铒光纤激光器的工作特性,导出激光器输出功率、阈值功率、斜效率等的解析表达式。讨论泵浦功率、光纤长度等对其输出特性的影响。研究结果表明:激光器输出功率与泵浦功率成正比,掺铒光纤长度越短,激光器斜效率越低、谐振腔的损耗就越小。2、理论研究光栅Bragg光栅FP腔的衰荡光谱特性,导出光栅Bragg光栅FP腔输出光场的解析表达式,讨论光栅Bragg光栅反射率对腔衰荡特性的影响。研究结果表明:光纤Bragg光栅反射率越小,光纤Bragg光栅FP腔的输出损耗越大,腔的衰荡时间越小。3、实验研究单个及级联光纤Bragg光栅的输出特性,探究光纤Bragg光栅的布拉格波长与其工作温度之间的函数关系。采用腔衰荡光谱技术对掺铒光纤激光器中的模式损耗进行测量,测量分叁个步骤:1)确定模式(由波长表征);2)测量某一模式下的腔衰荡时间,根据腔衰荡时间与光纤Bragg光栅FP腔损耗间的关系式,计算出光纤Bragg光栅FP腔的损耗;3)重复1)、2)两步,测量光纤Bragg光栅FP腔在其它模式(波长)下的损耗,利用拟合方法,得到光纤Bragg光栅FP腔的损耗特性曲线。研究结果表明:当构成掺铒光纤Bragg光栅FP腔激光器的两个光纤Bragg光栅的工作温度相同时,激光器只有一个模式起振,即一个波长输出,这一振荡模式是该光纤Bragg光栅FP腔众多模式之一。调节两个光纤Bragg光栅的工作温度,即可对谐振腔模式进行扫描,光纤Bragg光栅FP腔1549.7nm波长(模式)处损耗最小。4、实验研究掺铒激光器的模式竞争效应,该激光器的谐振腔由一段长度为25cm的掺铒光纤连接两个相同的光纤Bragg光栅构成,观察到模式竞争现象。研究结果表明:激光器中各纵模损耗是不同的,1549.63 nm模式损耗大于1550.08 nm模式损耗、1549.56 nm模式损耗大于1550.02 nm模式损耗、1549.86 nm模式损耗大于1549.44 nm模式损耗、1549.89 nm模式损耗大于1549.43 nm模式损耗。1549.63nm模式的起振阈值功率大于1550.08 nm模式的起振阈值功率、1549.56 nm模式的起振阈值功率大于1550.02 nm模式的起振阈值功率、1549.86 nm模式的起振阈值功率大于1549.44 nm模式的起振阈值功率、1549.89 nm模式的起振阈值功率大于1549.43 nm模式的起振阈值功率。(本文来源于《长江大学》期刊2019-04-01)
党冰峰[4](2019)在《基于空间光调制器的模式激励激光器研究》一文中研究指出模分复用技术(MDM:Mode division Multiplexing)作为空分复用技术(SDM:Space Division Multiplexing)的一种实现形式,利用不同高阶横模相互正交的特性,把不同的横模作为独立的信道,将光波中的空间维度作为新的复用维度,大幅提高了光通信容量。高阶横模的激励和转换是模分复用技术的前提,是模分复用通信系统技术中的关键技术之一。近几年,按需模式激光器成为人们的研究热点。所谓按需模式激光器,就是指能够产生任意高阶模式的激光器。目前,波长在1064nm的按需模式激光器已经被提出,虽然此激光器能够实现任意模式的输出,但是由于其应用波段并不在光通信最低损耗窗口,很难应用到模分复用通信系统中。这就迫使我们对应用在光通信最低损耗窗口的按需激光器进行深入研究。本文针对模分复用系统的需求,通过模拟仿真和实验验证,对激光器谐振腔中模式激励、转换进行了深入研究,将多模式相位板应用在谐振腔中,从而实现了的基模和任意厄米一高斯模式的同时激励,然后进一步提出了一个在1550nm波段可以按需产生任意厄米—高斯模式的激光器。此激光器能够实现基模在激光器环形腔中循环震荡,任意厄米—高斯高阶模式的直接精确输出。通过加载不同的多模式相位板,可实现任意厄米—高斯模式激光器实现了厄米—高斯HGoo模到HG55模的精确输出。本论文的创新点和主要工作如下:1.提出了基模和厄米—高斯模式同时激励的多模式相位板根据空间光路中的模式激励和转换原理,提出了基模和厄米—高斯模式同时激励的多模式相位板。首先,使初始基模模场相位和目标厄米—高斯模场相位按照一定的方式迭加,然后引入闪耀光栅,使不同的模式具有不同的传播方向,为了弥补相位调制过程中的幅度损失,我们引入了超级像素技术,实现了幅度和相位的联合调制,最终形成了基模和厄米—高斯模式的多模式相位板,将此相位板加载到空间光调制器中,实现基模和厄米高斯模式的同时激励。2.提出了基于空间光调制器的按需厄米—高斯模式激光器本文提出了一种基于空间光调制器的按需厄米—高斯模式的激光器,将多模式相位板应用到激光器谐振腔中,使基模在激光器谐振腔中循环震荡,而任意高阶厄米—高斯模式直接精确输出。首先,通过科学仿真验证产生任意厄米—高斯模式激光器方案理论的可行性。然后,通过实验,搭建起包括激光器泵浦源、增益介质、模式转换模块和环形谐振腔在内的按需厄米—高斯模式激光器实验平台,通过对比仿真和实验结果,成功实现了HG00模到HG55模的精确输出。本实验利用掺铒光纤对980nm泵浦源高增益的特性,为激光器提供足够的增益。基于空间光调制器多模式相位板技术,灵活的实现模式激励、转换、控制。通过在空间光调制器中加载不同高阶厄米—高斯模式对应的相位板,实现了HG00模式到HG55模式的按需输出。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2019-03-30)
陈霞飞[5](2019)在《输出模式可调控的固体激光器》一文中研究指出相干性是激光的重要特征之一,在不同的应用领域对其有不同的要求。因此,如何获得相干度可调控的激光器成为一个热门的研究课题。调控激光相干度的方法分为直接法和间接法。直接法是指在激光谐振腔内直接调控相干度分布,间接法是指在激光谐振腔外添加光学元件(如旋转的毛玻璃、空间光调制器(SLM)等)间接调控激光相干度。鉴于空间相干度可控的部分相干光束的重要性,本学位论文着重对简并谐振腔展开研究,主要研究内容如下:1.从实验上研究了一种可控相干度部分相干激光器。即采用激光二极管(LD)侧泵Nd:YAG激光晶体棒,并在谐振腔内放入两个透镜构成简并激光谐振腔,接着在两透镜的频谱面上插入一个空间滤波器。实验发现输出激光的模式数量可以通过空间滤波器的直径大小来控制,达到控制空间相干度的目的。实验结果表明:减小空间滤波器的直径会导致模式数量减少,空间相干度增大;增大空间滤波器的直径模式数量增多,空间相干度减小。继续研究简并谐振腔内插入KTP晶体,通过调节空间滤波器的直径大小及泵浦功率的大小可以直接输出可调相干度部分相干532nm激光器。实验结果表明:增大空间滤波器的直径和泵浦功率的大小,都会使输出绿光的相干度降低。2.利用蓝光半导体激光器抽运掺镨氟化钇锂(Pr:YLF)晶体,通过在谐振腔里插入两个焦距为50mm的透镜组成4f系统(线性简并谐振腔),可以获得604nm、640nm、698nm这叁个波长自由组合的输出。实验结果表明,若没有4f系统,只能出现640nm单波长输出。3.利用445nm的蓝光半导体激光器端面泵浦Pr:YLF晶体,从平凹腔直接输出640nm波长高阶拉盖尔-高斯(Laguerre-Gaussian,LG)光束和高阶厄密-高斯(Hermite-Gaussian,HG)光束,从理论上研究了高阶LG光束和高阶HG光束的光强分布特性,并进行了实验验证,实验结果和理论仿真结果一致。(本文来源于《华侨大学》期刊2019-03-20)
刘儒雅,汤敏,曹敏,芈月安,简伟[6](2019)在《基于反抛物线型光纤的TE_(01)和TM_(01)模式输出激光器》一文中研究指出提出一种反抛物线型掺铒光纤,该光纤可以实现二阶模式组中简并矢量模式的有效分离。将其作为光纤激光器的增益介质,采用数值方法分析光纤中铒离子掺杂分布、铒离子掺杂浓度、光纤长度和抽运光功率对掺铒光纤激光器输出模式的影响。通过在光纤不同环形区域内掺杂铒离子,可以实现TE_(01)模式或TM_(01)模式的单独输出,并且激光器的斜率效率分别高达67.4%和63.5%,输出模式纯度分别高达99.97%和99.99%。所提的基于反抛物线型掺铒光纤的激光器具有斜率效率高、输出模式纯度高的优势,该光纤激光器可应用于高功率激光器、光纤通信和光纤传感等领域。(本文来源于《中国激光》期刊2019年05期)
朱保华,周逊[7](2018)在《孔径光阑输出对太赫兹激光器模式特性的影响》一文中研究指出孔径光阑耦合技术是大功率光泵气体太赫兹激光器的一种常用谐振腔设计方法。在不考虑波导对腔内模式形成的影响下,采用传输矩阵的特征向量法,针对孔径光阑耦合太赫兹谐振腔的腔内本征模式以及输出光束特性进行了数值模拟,得到了该种谐振腔在不同g参数下损耗最低的几种本征模式及其相应的衍射损耗;采用衍射积分与矩阵光学结合的方法计算了孔径光阑输出太赫兹激光的光束特性,得到不同本征模式的远场衍射光斑及发散角。研究工作为孔径光阑耦合的气体太赫兹激光器设计提供了理论参考。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2018年12期)
向磊[8](2018)在《垂直腔面发射激光器的模式控制研究》一文中研究指出与传统的边发射激光器(EEL)相比,垂直腔面发射激光器(VCSEL)因其独特的优势被广泛应用,例如:天然单纵模、低阈值电流、易于二维集成和圆形输出光斑等。但因为VCSEL横向尺寸较大,通常为多横模激射,这一特性限制了VCSEL在光谱分析和光通讯等领域的应用。传统实现单模的方法大多涉及到二次外延生长和精准的半导体刻蚀技术,这些工艺使得制备单模器件变得复杂且难以统一控制,在批量大规模生产时存在许多障碍。针对大氧化口径下实现单模激射的问题,本文通过表面浮雕技术和介质膜浮雕技术抑制高阶模式来获得单模输出;同时为了实现高温稳定工作,在结构设计中通过腔模失配来解决温度对器件的影响。本实验还通过不规则的椭圆形介质膜浮雕来实现单模单偏振输出,并讨论了介质膜对VCSEL的影响。首先对大氧化口径VCSEL中进行模式分析,实现VCSEL单横模激射需要了解横向尺寸与模式分布的关系。为了提高VCSEL的单模输出功率和减小器件的电阻所带来的热效应,本文选择表面浮雕VCSEL中的氧化口径为7μm,但7μm的氧化口径大于传统小口径实现单模的条件,随着电流的增加会出现多横模激射的现象。为了解决这个问题,我们采用实现单模最为有效的表面浮雕技术,通过控制刻蚀高阶模式区域的盖层和DBR,来增加高阶模式的损耗,这样便可以提高高阶模式的阈值增益,然后通过保留基模区域不变,这样便能实现模式选择,从而获得基模输出。而针对6μm的氧化口径的介质膜浮雕VCSEL,我们首先在VCSEL表面生长λ/4厚的介质膜,这样对于所有模式的阈值增益都会达到最大值,然后通过干法刻蚀去除基模区域的介质膜而保留高阶模式区域的介质膜,这样基模的阈值增益便会最小,而高阶模式的阈值增益处于最大。通过这种控制介质膜沉积的厚度和位置来实现对于VCSEL不同模式阈值增益的控制,从而实现抑制高阶模式来获得单模输出。我们提出了叁种控制VCSEL模式的方法并分别完成了器件制备。第一种是采用正相表面浮雕结构结合腔模失配,我们研制出高温环境下单模稳定输出的VCSEL,表面浮雕在VCSEL的出光口中央起到模式过滤的作用,高温下阈值电流最小值为1.94mA,工作温度在80℃时最大的单模输出功率为0.45mW,不同电流和不同温度下的边模抑制比都超过30dB。在以上工作基础上,我们进一步提出了第二种圆形介质膜浮雕结构,简化了器件制备工艺流程。通过在VCSEL出光口集成介质膜浮雕,控制介质膜的位置和形状来改变镜面反射率,这种模式控制机制对器件没有损伤而且可以应用到其他波长VCSEL实现单模输出,这种思路提高了器件的可重复性。测试结果表明在连续性电流注入下,单模输出功率可达1mW,边模抑制比超过30dB。第叁种是椭圆形介质膜浮雕VCSEL器件,为实现垂直腔面发射激光器的单模单偏振输出,本实验提出了VCSEL集成椭圆形介质膜表面浮雕结构。通过控制介质膜的形状、厚度及沉积位置,抑制高阶模式,实现基横模输出。实验结果表明,不规则的椭圆形介质膜实现了单模单偏振输出,室温下单模输出功率可达0.55mW,功率正交偏振抑制比达到16.7dB,边模抑制比超过25dB,最后测试不同电流下器件的光谱来分析介质膜对VCSEL的光学性能的影响。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)》期刊2018-12-01)
段君民,陈海燕[9](2018)在《掺铒光纤激光器中的模式损耗测量与模式竞争》一文中研究指出模式竞争效应是实现激光器稳定输出的理论基础。由于各纵模的损耗不同,导致起振阈值不同。在测量掺铒光纤Bragg光栅FP腔激光器振荡模式损耗的基础上,对掺铒光纤Bragg光栅FP腔激光器的模式竞争效应进行理论与实验研究。采用衰荡光谱技术测量掺铒光纤Bragg光栅FP腔激光器振荡模式的损耗,确定各振荡模式的阈值条件,讨论激光器中的模式竞争。研究结果表明各振荡纵模损耗直接影响模式竞争结果。所得结果为单波长、双波长及多波长光纤激光器制作提供理论依据。(本文来源于《科学技术与工程》期刊2018年33期)
吴迪,葛廷武,秦文斌,曹康,闫岸如[10](2018)在《光纤激光器故障模式分析》一文中研究指出为满足实际工程、生产应用中专业及非专业人员对故障光纤激光器快速修理、修复的需要,研究了一种能够实现快速故障模式及故障原因分析系统。首先,采集实际使用与实验中损坏激光器的故障模式与故障原因记录为数据样本。接着,利用故障树与故障模式影响及危害性分析模型建立光纤激光器扩展故障树,即构建起故障模式与故障原因的对应关系。然后,利用贝叶斯网络分析并得出各故障模式与故障原因的先验概率与后验概率计算方法,再使用Python语言编写交互式窗口,并完成对数据库数据的调用与相应概率计算。最后,通过交互式界面输出当前故障对应的可能故障原因及发生概率,从而实现对光纤激光器故障的快速分析。程序模拟耗时小于1 s,模拟结果与统计结果相吻合,基本满足指导相关人员对故障快速排查并修理的要求。(本文来源于《发光学报》期刊2018年07期)
激光器模式论文开题报告
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
模分复用技术是大幅提升通信系统传输容量的有效手段之一。模式转换器是线偏振模式、轨道角动量模式和矢量模式复用系统中的关键器件,基于少模光纤的模式转换器具有结构简单、体积小、转换效率高、与光纤系统兼容性好等优点,是模分复用系统的良好选择。多波长光纤激光器是密集波分复用系统的理想光源,相比于半导体激光器阵列能有效降低系统的复杂性和成本;而单纵模窄线宽光纤激光器因其光束质量好、线宽窄的优点同样可应用于密集波分复用系统,同时在长距离光纤传感、激光雷达、相干光通信领域有广阔的应用前景。少模光纤激光器可输出高阶线偏振模式、矢量模式,应用于模分复用系统可降低系统复杂性,提高模式复用灵活性。将少模光纤激光器与多波长或窄线宽光纤激光器相结合,可制作应用于波分-模分混合复用系统的光纤激光器。本论文在中央高校基本科研业务费专题项目、“973”项目和国家自然科学基金等项目的支持下,取得如下研究成果:(1)从耦合模理论出发研究了模式选择耦合器的原理和特性,分析了耦合器结构参数对模式耦合的影响。利用本实验室的MCVD(Modified Chemical Vapor Deposition)设备制作了双模光纤,并利用熔融拉锥法制作了基于单模光纤和双模光纤的宽带模式选择耦合器,在线性偏振片的作用下实现了可调轨道角动量模式和线偏振模式的可切换输出。(2)采用耦合模理论分析了少模光纤布拉格光栅的模式耦合特性,制作了少模光纤并写入布拉格光栅,提出并制作了基于少模光纤布拉格光栅和模式选择耦合器的多波长少模光纤激光器,少模光纤布拉格光栅作为波长选择器,利用错位熔接和偏振控制技术实现了叁波长、双波长、单波长的可切换输出,在单波长运行状态下分别实现了可调轨道角动量模式的输出。(3)利用单模光纤耦合器制作了复合环腔结构,搭建了基于错位熔接和少模光纤布拉格光栅的柱矢量光窄线宽光纤激光器,实现了径向偏振光和角向偏振光输出。输出激光中心波长位于少模光纤布拉格光栅基模谐振波长处,采用洛伦兹拟合得到激光20dB线宽为7.1kHz,对应3dB线宽为355Hz。(4)利用机械长周期光栅作为模式转换器,提出并搭建了基于少模光纤布拉格光栅和复合腔结构的可切换波长柱矢量光窄线宽光纤激光器,实现了两个波长的可切换输出,且均可实现柱矢量光的输出,采用洛伦兹拟合得到激光20dB线宽分别为5.7kHz和6.8kHz,对应3dB线宽分别为285Hz和340Hz。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
激光器模式论文参考文献
[1].聂志强,王明培,孙玉博,李小宁,吴迪.传导冷却高功率半导体激光器单巴器件CW工作模式下的热加速寿命试验[J].发光学报.2019
[2].姚树智.基于少模光纤的模式转换器和光纤激光器的研究[D].北京交通大学.2019
[3].段君民.掺铒光纤激光器的损耗测量和模式竞争[D].长江大学.2019
[4].党冰峰.基于空间光调制器的模式激励激光器研究[D].北京邮电大学.2019
[5].陈霞飞.输出模式可调控的固体激光器[D].华侨大学.2019
[6].刘儒雅,汤敏,曹敏,芈月安,简伟.基于反抛物线型光纤的TE_(01)和TM_(01)模式输出激光器[J].中国激光.2019
[7].朱保华,周逊.孔径光阑输出对太赫兹激光器模式特性的影响[J].强激光与粒子束.2018
[8].向磊.垂直腔面发射激光器的模式控制研究[D].中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所).2018
[9].段君民,陈海燕.掺铒光纤激光器中的模式损耗测量与模式竞争[J].科学技术与工程.2018
[10].吴迪,葛廷武,秦文斌,曹康,闫岸如.光纤激光器故障模式分析[J].发光学报.2018